Magnetna permeabilnost
Magnetska permeabilnost je elektromagnetna osobina materijala koja pokazuje intenzitet magnetizacije tijela kada su ona izložena vanjskim magnetnim poljem. Magnetska permeabilnost se označava grčkim slovom mi (μ). Pojam magnetska permeabilnost osmislio je Oliver Heaviside 1885. U jedinicama SI sustava, permeabilnost se izražava u Henrijima po metru (H/m), ili u Njutnovima po Amperu na kvadrat (N/A2) ili Volt · sekunda na Amper · metar {Vs/Am}.
Permeabilnost vakuuma ili univerzalna magnetska konstanta (znak ) je prirodna konstanta magnetske permeabilnosti za vakuum, koja iznosi: = 4π · 10–7 H/m [1] ili = 12.566370614 · 10–7 N/A². Jednaka je recipročnoj vrijednosti umnoška dielektrične permitivnosti vakuuma ε0 i kvadrata brzine svjetlosti c u vakuumu: μ0 = 1/(ε0c2). [2]
Permitivnost vakuuma ili dielektrična konstanta vakuuma (znak ε0) je prirodna konstanta koja je jednaka recipročnoj vrijednosti umnoška magnetske permeabilnosti vakuuma μ0 i kvadrata brzine svjetlosti c u vakuumu: ε0 = 1/(μ0c2) = 8.854187817 · 10–12 F/m. [3]
Relativna magnetna permeabilnost
urediRelativna magnetska permeabilnost (znak μr) je fizikalna veličina koja opisuje magnetsku propusnost tvari u odnosu na magnetsku permeabilnost vakuuma; to je količnik magnetske permeabilnosti μ i magnetske permeabilnosti vakuuma μ0 (
Magnetna susceptibilnost se može iskazati pomoću relativne magnetne permeabilnosti:
Relativna magnetska permeabilnost dijamagnetičnih tvari nešto je manja od 1, na primjer relativana je magnetska permeabilnost vode 0.999991, srebra 0.9999975, bakra 0.999994. Relativna magnetska permeabilnost paramagnetičnih tvari nešto je veća od 1, na primjer platine 1.000265, aluminija 1.0000082, zraka 1.00000037, a relativna magnetska permeabilnost feromagnetičnih tvari značajno je veća od 1, na primjer relativna je magnetska permeabilnost čistog željeza 5 000, a mi-metala (slitina od 77% nikla, 16% željeza, 5% bakra, 2% kroma ili molibdena) 50 000 do 80 000. [4]
Vrijednosti za neke materijale
uredi| Materijal | Susceptibilnost χm (volumetrijski SI) | Permeabilnost μ [H/m] | Relativna permeabilnost μ/μ0 | Magnetsko polje | Frekvencija (max.) |
|---|---|---|---|---|---|
| Metglas | 1.26 · 100 | 1 000 000 [5] | kod 0.5 T | 100 kHz | |
| Željezo (99.95% čisto Fe normalizirano u H) | 2.5 · 10-1 | 200 000 [6] | |||
| Nanoperm | 1.0 · 10-1 | 80 000 [7] | kod 0.5 T | 10 kHz | |
| Mu-metal | 2.5 · 10-2 | 20 000 [8] | kod 0.002 T | ||
| Mu-metal | 6.3 · 10-2 | 50 000 [9] | |||
| Kobalt-željezo (trake visoke permeabilnosti) | 2.3 · 10-2 | 18 000 [10] | |||
| Permalloy | 8 000 | 1.0 · 10-2 | 8 000 | kod 0.002 T | |
| Željezo (99.8% čisto) | 6.3 · 10-3 | 5 000 | |||
| Električarski čelik | 5.0 · 10-3 | 4 000 | kod 0.002 T | ||
| Feritični nehrđajući čelik (normaliziran) | 1.26 · 10-3 - 2.26 · 10-3 | 1 000 – 1 800[11] | |||
| Martenzitni nehrđajući čelik (normaliziran) | 9.42 · 10-4 - 1.19 · 10-3 | 750 – 950 | |||
| Ferit (manganski cink) | > 8.0 · 10-4 | 640 (ili više) | 100 kHz ~ 1 MHz | ||
| Ferit (niklov cink) | 2.0 · 10-5 - 8.0 · 10-4 | 16 – 640 | 100 kHz ~ 1 MHz | ||
| Ugljični čelik | 1.26 · 10-4 | 100 | kod 0.002 T | ||
| Nikal | 1.26 · 10-4 - 7.54 · 10-4 | 100 – 600 | kod 0.002 T | ||
| Martenzitni nehrđajući čelik (kaljen) | 5.0 · 10-5 - 1.2 · 10-4 | 40 – 95 | |||
| Austenitni nehrđajući čelik | 1.26 · 10-6 - 8.8 · 10-6 | 1.003–7 [12] | |||
| Neodimijev magnet | 1.32 · 10-6 | 1.05 [13] | |||
| Platina | 1.25697 · 10-6 | 1.000265 | |||
| Aluminij | 2.22 · 10-5 [14] | 1.256665 · 10-6 | 1.000022 | ||
| Drvo | 1.25663760 · 10-6 | 1.00000043 | |||
| Zrak | 1.25663753 · 10-6 | 1.00000037 [15] | |||
| Beton (suhi) | 1 [16] | ||||
| Vakuum | 0 | 4π × 10−7 (μ0) | 1 (točno, po definiciji) | ||
| Vodik | -2.2 · 10-9 [14] | 1.2566371 · 10-6 | 1.0000000 | ||
| Teflon | 1.2567 · 10-6 [8] | 1.0000 | |||
| Safir | -2.1 · 10-7 | 1.2566368 · 10-6 | 0.99999976 | ||
| Bakar | -6.4 · 10-6 ili -9.2 · 10-6 [14] | 1.256629 · 10-6 | 0.999994 | ||
| Voda | -8.0 · 10-6 | 1.256627 · 10-6 | 0.999992 | ||
| Bizmut | -1.66 · 10-4 | 1.25643 · 10-6 | 0.999834 | ||
| Supravodič | −1 | 0 | 0 |
Reference
uredi- ↑ The NIST reference on fundamental physical constants
- ↑ magnetska permeabilnost vakuuma, [1] "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2014.
- ↑ dielektrična permitivnost vakuuma, [2] "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2014.
- ↑ relativna magnetska permeabilnost, [3] "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2014.
- ↑ „"Metglas Magnetic Alloy 2714A", ''Metglas''”. Metglas.com. Arhivirano iz originala na datum 2012-02-06. Pristupljeno 2011-11-08.
- ↑ „"Magnetic Properties of Ferromagnetic Materials", ''Iron''”. C.R Nave Georgia State University. Pristupljeno 2013-12-01.
- ↑ „"Typical material properties of NANOPERM", ''Magnetec''” (PDF). Pristupljeno 2011-11-08.[mrtav link]
- ↑ 8,0 8,1 „"Relative Permeability", ''Hyperphysics''”. Hyperphysics.phy-astr.gsu.edu. Pristupljeno 2011-11-08.
- ↑ „Nickel Alloys-Stainless Steels, Nickel Copper Alloys, Nickel Chromium Alloys, Low Expansion Alloys”. Nickel-alloys.net. Pristupljeno 2011-11-08.
- ↑ „"Soft Magnetic Cobalt-Iron Alloys", ''Vacuumschmeltze''”. www.vacuumschmeltze.com. Arhivirano iz originala na datum 2016-05-23. Pristupljeno 2013-08-03.
- ↑ Carpenter Technology Corporation (2013). „Magnetic Properties of Stainless Steels”. Carpenter Technology Corporation. Arhivirano iz originala na datum 2016-03-04. Pristupljeno 2015-02-17.
- ↑ British Stainless Steel Association (2000). „Magnetic Properties of Stainless Steel”. Stainless Steel Advisory Service. Arhivirano iz originala na datum 2016-03-23. Pristupljeno 2015-02-17.
- ↑ Juha Pyrhönen, Tapani Jokinen, Valéria Hrabovcová (2009). Design of Rotating Electrical Machines. John Wiley and Sons. str. 232. ISBN 0-470-69516-1.
- ↑ 14,0 14,1 14,2 Richard A. Clarke. „Clarke, R. ''Magnetic properties of materials'', surrey.ac.uk”. Ee.surrey.ac.uk. Arhivirano iz originala na datum 2012-06-03. Pristupljeno 2011-11-08.
- ↑ B. D. Cullity and C. D. Graham (2008), Introduction to Magnetic Materials, 2nd edition, 568 pp., p.16
- ↑ NDT.net. „Determination of dielectric properties of insitu concrete at radar frequencies”. Ndt.net. Pristupljeno 2011-11-08.